新疆大學材料物理與化學專業(yè)介紹

　　一、主要研究方向及其學術(shù)隊伍

　　研究方向一：半導體光伏及光探測材料

　　本研究方向的主要研究內(nèi)容、特色和意義

　　1)硫?qū)倩衔锇雽w光伏薄膜材料的研制及應用

　　2)納米及粉體半導體光伏材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究

　　3)納米及薄膜光探測材料的研制與應用

　　當前，世界各國對特殊可利用再生能源，包括地熱能源、太陽能電池、生物燃料等加大了研究力度，這是為了適應未來能源發(fā)展的多樣性需求。新型太陽能電池研究尤為引起重視?，F(xiàn)已開發(fā)應用的半導體太陽電池材料主要是單晶硅、GaAs，由于其制備工藝的復雜和價格高，限制了廣泛應用的可能性。作為新一代的半導體材料黃鐵礦型FeS2，具有遠高于單晶硅的光吸收系數(shù)和自然界的豐富儲量，已引起極大的關(guān)注。該研究的主要目的是通過對具有巨大潛力的半導體太陽電池吸收體材料FeS2，CdTe的制備方法、結(jié)構(gòu)及性能的研究，尋找傳統(tǒng)的太陽電池材料單晶硅的替代材料，為新型半導體太陽電池的研制提供充分的實驗數(shù)據(jù)和理論依據(jù)；同時對半導體材料研制中的基本物理、化學問題，如光電性能、材料微結(jié)構(gòu)、各種缺陷態(tài)、界面態(tài)光吸收等進行深入探討。

　　硫?qū)倩衔锇雽w是指含有硫（S）、硒（Se）、碲（Te）元素的化合物半導體，它們在能源材料、配位化學、固體化學及紅外探測中具有不可替代的重要性。其中黃鐵礦（pyrite）型二硫化鐵（FeS2）作為新型半導體太陽電池材料，具有合適的直接能隙寬度（Eg=0.95－1.1eV）和很高的光吸收系數(shù)（當λ≤1μm時，α≥105cm-1)，理論光電轉(zhuǎn)換效率可達20％，很適合作為薄膜太陽能電池吸收體材料．而且其組成元素儲量豐富、無毒，具有很好的環(huán)境相容性，對于光電化學和光電薄膜電池應用有很好的開發(fā)前景，很可能成為硅（Si）太陽電池的替用材料．近年來已日益引起國內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注。而硫?qū)倩衔锇雽w，如CdTe等亦顯示了同樣誘人的獨特性能。此外，納米晶太陽電池材料也是當前半導體光伏電池研究方面的熱點之一。本研究的目的是制備出適合半導體太陽能電池應用的FeS2基復合薄膜及探明硫?qū)倩衔锇雽w納米晶薄膜在太陽能電池中的應用前景。同時通過對制備工藝，微結(jié)構(gòu)及基本物化性能的研究，如復合薄膜表面界面特性、環(huán)境條件、摻雜改性、復合膜光電轉(zhuǎn)換機理、納米晶薄膜的構(gòu)型和特性等的研究，探索制備高性能半導體太陽能電池的途徑。

　　研究方向二：磁性材料

　　本研究方向的主要研究內(nèi)容、特色和意義

　　1）磁性薄膜材料的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究：厚度在1微米以下的強磁性（鐵磁性和亞鐵磁性）材料，簡稱磁膜材料。磁膜材料使用時需附于弱磁性材料的基片上，而它的磁特性取決于其制備方法和工藝條件。本方向的研究重點是探索磁性薄膜材料合成的新途徑，研究磁性薄膜材料的性能和應用于敏感材料的可能性，特別是對隧穿磁電阻效應的深入研究，極大地促進了自旋電子學這一凝聚態(tài)物理新興學科的發(fā)展和建立。

　　2）塊體納米及非晶態(tài)合金磁性材料的制備、表征與應用：與傳統(tǒng)磁性材料相比，納米以及非晶態(tài)磁性合金具有非常優(yōu)異的機械性能和磁性能，表現(xiàn)出巨大的商業(yè)應用前景。而納米及非晶態(tài)合金材料的制備，特別是它們塊體形式的制備，是目前這個領域的難點和熱點。本方向研究主要集中以下幾個方面：探索新的制備方法來獲得塊體非晶態(tài)磁性合金，并對獲得的塊體磁性非晶態(tài)合金的磁性能和機械性能進行表征和研究，并探索其的商業(yè)應用可能；塊體非晶態(tài)磁性合金晶化行為的研究，并通過此途徑來制備塊體納米磁性合金；研究大過冷態(tài)下合金的凝固行為，并通過此途徑來制備塊體納米合金；對獲得的塊體納米合金的磁性能和機械性能進行表征和研究，并探索其的商業(yè)應用可能。

　　二、培養(yǎng)目標

　　1.培養(yǎng)目標

　　本專業(yè)培養(yǎng)培養(yǎng)熱愛社會主義祖國，德、智、體全面發(fā)展的材料物理與化學方面的高級專門人才。具有材料物理與化學及其相關(guān)領域較堅實的理論基礎和系統(tǒng)的知識技能，熟悉本專業(yè)國際研究動態(tài)，具有從事科研和承擔專門技術(shù)工作的能力，成為積極為社會主義祖國現(xiàn)代化建設服務、在材料物理與化學領域能夠做出創(chuàng)造性成果的高級科技及教學人才。

　　2.培養(yǎng)方式

　　采取理論學習和科研相結(jié)合，導師指導和課題小組集體指導、培養(yǎng)相結(jié)合，充分發(fā)揮導師的主導作用和研究生的主動性，以靈活的方法培養(yǎng)研究生的獨立工作能力和科研創(chuàng)新能力。

　　3.學習年限

　　一般為三年（在職人員為三至四年），其中課程學習時間一年半，學位論文時間一年半。

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